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衛(wèi)星定位信號的基帶仿真系統(tǒng)及基帶仿真信號生成方法與流程

文檔序號:12467517閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種衛(wèi)星定位信號的基帶仿真系統(tǒng),其特征在于,包括:控制主機(jī)、與所述控制主機(jī)分別連接的載波生成模塊、碼和濾波器系數(shù)生成模塊、電文移位控制模塊和Neuman-Hofman碼生成模塊,以及依次連接的擴(kuò)頻調(diào)制模塊、濾波模塊和混頻模塊;所述擴(kuò)頻調(diào)制模塊分別與所述碼和濾波器系數(shù)生成模塊、所述電文移位控制模塊和所述Neuman-Hofman碼生成模塊連接;所述濾波模塊還與所述碼和濾波器系數(shù)生成模塊連接;所述混頻模塊還與所述載波生成模塊連接;所述碼和濾波器系數(shù)生成模塊還與所述電文移位控制模塊連接;所述電文移位控制模塊還與所述Neuman-Hofman碼生成模塊連接;

所述控制主機(jī)用于分別向所述載波生成模塊、所述碼和濾波器系數(shù)生成模塊、所述電文移位控制模塊和所述Neuman-Hofman碼生成模塊發(fā)送仿真數(shù)據(jù)和控制命令;其中,所述仿真數(shù)據(jù)是衛(wèi)星定位信號的仿真數(shù)據(jù);

所述載波生成模塊用于根據(jù)所述控制命令,對所述仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行載波計(jì)算,得到載波數(shù)據(jù),并將所述載波數(shù)據(jù)輸出至所述混頻模塊;其中,所述載波數(shù)據(jù)包括載波的正弦值和余弦值;

所述碼和濾波器系數(shù)生成模塊用于根據(jù)所述控制命令,對所述仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼計(jì)算,得到偽碼、濾波器系數(shù)和碼周期進(jìn)位信號;其中,所述偽碼輸出至所述擴(kuò)頻調(diào)制模塊;所述濾波器系數(shù)輸出至濾波模塊;所述碼周期進(jìn)位信號輸出至所述電文移位控制模塊;

所述電文移位控制模塊用于在所述碼周期進(jìn)位信號的控制下輸出所述仿真數(shù)據(jù)對應(yīng)的電文內(nèi)容至所述擴(kuò)頻調(diào)制模塊;并輸出所述電文內(nèi)容的電文進(jìn)位標(biāo)志至所述Neuman-Hofman碼生成模塊;

所述Neuman-Hofman碼生成模塊用于從所述控制命令中提取生成Neuman-Hofman碼的初始值,并根據(jù)所述電文進(jìn)位標(biāo)志實(shí)時(shí)更新所述初始值,將更新后的所述初始值依次輸出得到Neuman-Hofman碼;將所述Neuman-Hofman碼輸出至所述擴(kuò)頻調(diào)制模塊;

所述擴(kuò)頻調(diào)制模塊用于根據(jù)所述電文內(nèi)容、所述偽碼和所述Neuman-Hofman碼計(jì)算生成擴(kuò)頻數(shù)據(jù);并將所述擴(kuò)頻數(shù)據(jù)輸出至所述濾波模塊;

所述濾波模塊用于根據(jù)所述濾波器系數(shù)對所述擴(kuò)頻數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理,生成濾波信號;并將所述濾波信號發(fā)送至所述混頻模塊;

所述混頻模塊用于對所述載波數(shù)據(jù)和所述濾波信號進(jìn)行混頻計(jì)算,得到基帶仿真信號,并輸出所述基帶仿真信號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)還包括接口模塊;所述接口模塊設(shè)置于所述控制主機(jī)與所述載波生成模塊、所述碼和濾波器系數(shù)生成模塊、所述電文移位控制模塊和所述Neuman-Hofman碼生成模塊之間,用于將所述控制主機(jī)發(fā)送的所述仿真數(shù)據(jù)和控制命令進(jìn)行分類和篩選,將分類和篩選后的各路仿真數(shù)據(jù)和控制命令分別對應(yīng)發(fā)送至所述載波生成模塊、所述碼和濾波器系數(shù)生成模塊、所述電文移位控制模塊和所述Neuman-Hofman碼生成模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)還包括現(xiàn)場可編程門陣列ZYNQ芯片,所述ZYNQ芯片與控制主機(jī)連接;所述ZYNQ芯片包括所述載波生成模塊和所述碼和濾波器系數(shù)生成模塊;所述ZYNQ芯片用于存儲正余弦查找表,并通過所述載波生成模塊生成載波數(shù)據(jù);所述ZYNQ芯片還用于存儲通過所述碼和濾波器系數(shù)生成模塊生成的所述偽碼和所述濾波器系數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng),其特征在于,所述載波生成模塊包括:

接收單元,用于接收所述控制主機(jī)發(fā)送的所述仿真數(shù)據(jù),其中,所述仿真數(shù)據(jù)包括載波相位、載波相位變化率、載波相位二階變化率和載波相位三階變化率;

計(jì)算單元,用于根據(jù)所述載波相位、所述載波相位變化率、所述載波相位二階變化率和所述載波相位三階變化率進(jìn)行載波計(jì)算,得到數(shù)字控制振蕩器的工作參數(shù);

載波數(shù)據(jù)生成單元,用于通過所述數(shù)字控制振蕩器根據(jù)所述工作參數(shù)和所述正余弦查找表,生成載波數(shù)據(jù);

輸出單元,用于將所述載波數(shù)據(jù)輸出至所述混頻模塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng),其特征在于,所述碼和濾波器系數(shù)生成模塊包括:

接收單元,用于接收所述控制主機(jī)發(fā)送的偽距數(shù)據(jù)、偽距速度數(shù)據(jù)、偽距加速度數(shù)據(jù)和偽距加加速度數(shù)據(jù);

工作參數(shù)計(jì)算單元,用于根據(jù)所述偽距、所述偽距速度、所述偽距加速度、所述偽距加加速度計(jì)算獲得濾波器的工作參數(shù);

濾波器地址計(jì)算單元,用于根據(jù)所述工作參數(shù)進(jìn)行計(jì)算、查找,得到所述偽碼、所述濾波器系數(shù)和碼周期進(jìn)位信號;

輸出單元,用于將所述偽碼輸出至所述擴(kuò)頻調(diào)制模塊、所述碼周期進(jìn)位信號輸出至所述電文移位控制模塊;將所述濾波器系數(shù)輸出至所述濾波模塊。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述控制主機(jī)包括仿真單元和控制單元;所述仿真單元用于分別向所述載波生成模塊、所述碼和濾波器系數(shù)生成模塊、所述電文移位控制模塊和所述Neuman-Hofman碼生成模塊發(fā)送所述仿真數(shù)據(jù);所述控制單元用于分別向所述載波生成模塊、所述碼和濾波器系數(shù)生成模塊、所述電文移位控制模塊和所述Neuman-Hofman碼生成模塊發(fā)送所述控制命令。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述電文移位控制模塊包括:

接收單元,用于接收所述控制主機(jī)發(fā)送的所述仿真數(shù)據(jù)對應(yīng)的電文內(nèi)容和所述碼和濾波器系數(shù)生成模塊發(fā)送的所述碼周期進(jìn)位信號;

控制單元,用于根據(jù)所述碼周期進(jìn)位信號對所述電文內(nèi)容進(jìn)行移位控制;

輸出單元,用于將移位控制后的所述電文內(nèi)容輸出至所述擴(kuò)頻調(diào)制模塊;并將所述電文內(nèi)容的所述電文進(jìn)位標(biāo)志輸出至所述Neuman-Hofman碼生成模塊。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述Neuman-Hofman碼生成模塊包括:

提取接收單元,用于從所述控制命令中提取生成Neuman-Hofman碼的所述初始值;并接收所述電文移位控制模塊輸出的所述電文進(jìn)位標(biāo)志;

Neuman-Hofman碼生成單元,用于根據(jù)所述電文進(jìn)位標(biāo)志更新所述初始值;并將更新后的所述初始值依次輸出得到所述Neuman-Hofman碼;

輸出單元,用于將所述Neuman-Hofman碼輸出至所述擴(kuò)頻調(diào)制模塊。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述擴(kuò)頻調(diào)制模塊包括:

接收單元,用于接收所述電文移位控制模塊發(fā)送的所述電文內(nèi)容、所述碼和濾波器系數(shù)生成模塊發(fā)送的所述偽碼和所述Neuman-Hofman碼生成模塊發(fā)送的所述Neuman-Hofman碼;

操作單元,用于對所述電文內(nèi)容、所述偽碼和所述Neuman-Hofman碼進(jìn)行異或操作;

擴(kuò)頻單元,用于對異或操作后的所述電文內(nèi)容、所述偽碼和所述Neuman-Hofman碼進(jìn)行擴(kuò)頻,生成所述擴(kuò)頻數(shù)據(jù);

輸出單元,用于將所述擴(kuò)頻數(shù)據(jù)輸出至所述濾波模塊。

10.一種應(yīng)用權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述系統(tǒng)的基帶仿真信號生成方法,其特征在于,包括:

控制主機(jī)分別向載波生成模塊、碼和濾波器系數(shù)生成模塊、電文移位控制模塊和Neuman-Hofman碼生成模塊發(fā)送仿真數(shù)據(jù)和控制命令;其中,所述仿真數(shù)據(jù)是衛(wèi)星定位信號的仿真數(shù)據(jù);

所述載波生成模塊根據(jù)所述控制命令,對所述仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行載波計(jì)算,得到載波數(shù)據(jù),并將所述載波數(shù)據(jù)輸出至混頻模塊;其中,所述載波數(shù)據(jù)包括載波的正弦值和余弦值;

所述碼和濾波器系數(shù)生成模塊根據(jù)所述控制命令,對所述仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼計(jì)算,得到偽碼、濾波器系數(shù)和碼周期進(jìn)位信號;其中,所述偽碼輸出至擴(kuò)頻調(diào)制模塊;所述濾波器系數(shù)輸出至濾波模塊;所述碼周期進(jìn)位信號輸出至所述電文移位控制模塊;

所述電文移位控制模塊在所述碼周期進(jìn)位信號的控制下輸出所述仿真數(shù)據(jù)對應(yīng)的電文內(nèi)容至所述擴(kuò)頻調(diào)制模塊;并輸出所述電文內(nèi)容的電文進(jìn)位標(biāo)志至所述Neuman-Hofman碼生成模塊;

所述Neuman-Hofman碼生成模塊用于從所述控制命令中提取生成Neuman-Hofman碼的初始值,并根據(jù)所述電文進(jìn)位標(biāo)志實(shí)時(shí)更新所述初始值,將更新后的所述初始值依次輸出得到Neuman-Hofman碼;將所述Neuman-Hofman碼輸出至所述擴(kuò)頻調(diào)制模塊;

所述擴(kuò)頻調(diào)制模塊用于根據(jù)所述電文內(nèi)容、所述偽碼和所述Neuman-Hofman碼計(jì)算生成擴(kuò)頻數(shù)據(jù);并將所述擴(kuò)頻數(shù)據(jù)輸出至濾波模塊;

所述濾波模塊用于對所述擴(kuò)頻數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理,生成濾波信號;并將所述濾波信號發(fā)送至所述混頻模塊;

所述混頻模塊用于對所述載波數(shù)據(jù)和所述濾波信號進(jìn)行混頻計(jì)算,得到基帶仿真信號,并輸出所述基帶仿真信號。

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